公路桥梁施工中软土地基处理技术

程云涛、占云峰

（江西省公路桥梁工程有限公司，江西南昌 330006）

0 引言

在公路桥梁工程施工中，针对不同的地理位置和土壤结构，需要选择不同的施工技术。如果土体承载力偏弱，容易引起沉陷或坍落，进而影响公路桥梁工程质量。所以，要做好各项工程质量提升工作，采取成熟的处理技术，解决当前公路桥梁工程施工中面临的各种问题并消除潜在风险。基于此，文章主要分析软土地基对公路桥梁工程的影响，并提出相应的软土地基处理技术，以更好地提升桥梁工程的质量、经济效益和社会价值。

1 软土地基对公路桥梁结构的影响

软土地基具有高压缩性和透水性差等特点。在施工过程中很难实现有效的压实，使得地基的承载力无法达到相关技术要求。如果将软土地基作为典型的天然地基进行使用，势必会给公路桥梁质量带来影响。

1.1 路面裂缝

由于软土地基的强度较低、变形性较大，会影响桥梁结构的受力和变形特征。

第一，软土地基易受荷载作用影响，发生沉陷和变形，进而导致路面龟裂，这会对路面平整度和行驶舒适性产生负面影响，可能损害路面的耐久性。

第二，此外，软土地基的沉降和变形还可能导致桥梁结构发生变形和扭曲，在桥墩和桥梁连接处形成裂缝，这些裂缝有可能扩大并导致结构损坏或失稳，会对桥梁的结构安全性构成潜在威胁[1]。

1.2 结构整体沉降

软土地基对公路桥梁结构的影响主要表现在结构整体沉降方面。软土地基的特点是抗压强度较低和变形性较大。当公路桥梁建设在软土地基上时，由于结构自身荷载和交通荷载的作用，软土地基会发生压缩和沉降，从而引发结构整体沉降。这种沉降会导致公路桥梁下沉、变形，会对结构的稳定性和安全性产生严重威胁。因此，在设计和建设公路桥梁时，必须充分考虑软土地基的特性，采取相应的地基加固和支护措施，以降低软土地基对公路桥梁结构的沉降影响，确保公路桥梁的长期安全运营。

2 软土地基特点

2.1 高含水量

软土地基通常由黏土或粉土构成，其特点是渗水能力较弱，含水量较高，一般在30%～70%之间，整体稳定性较差，这使得它难以满足公路桥梁施工的要求。如果不对软土地基进行合理的处理，将会对施工作业带来严重的不利影响。考虑到公路工程施工的相对复杂性，再加上外部特殊的环境因素，软土地基的处理变得至关重要。

在软土地基处理过程中，必须充分考虑施工现场的实际情况，并结合合适的处理技术，制订有效的软土地基加固方案。这个方案应该是根据土壤的物理特性和力学性质来精心设计的，以确保地基的稳固性能够达到公路桥梁施工的要求。

2.2 高压缩性

软土地基的压缩性较高，在施工过程中容易受到外界因素的干扰，产生坍塌等问题，不仅会给施工作业带来影响，还会给公路桥梁建设的安全造成威胁。此外，由于软土地基的土质均匀性较差，软土颗粒呈现分散状，不能有效聚合，地基结构容易出现不均匀沉降问题，进而导致公路桥梁结构受损。此类问题一方面会导致工程质量很难达到相关要求；另一方面会给公路桥梁带来风险隐患[2]。

3 软土地基处理技术在公路桥梁施工中的应用

3.1 强夯处理技术

强夯技术是公路桥梁软土地基处理中一种有效的方法，通过重锤夯击来改造软土地基（见图1）。施工过程中，需要选择适宜规模的重锤，并利用起重机将其抬升至指定高度，通过自由下落、反复挤压处理软土地基，全面提升其密实度。操作相对简单便利，能够满足工程要求。

图1 强夯处理技术施工

使用强夯法时，需要加强施工管控。施工过程中，应禁止闲杂人员进入施工现场，以避免安全事故[3]。此外，由于强夯法会产生大量噪声污染，因此在人口密集区域应尽量避免采用该方法。如果必须采用强夯法处理软土地基，必须做好基础隔离工作，以免干扰周围居民的生活。

此外，强夯法适用于处理碎石土、杂填土、素填土、砂土、粉土、低饱和度的黏性土、非自重湿陷性黄土等软土地基，但是不适用于淤泥地基处理。

3.2 粉喷桩处理技术

粉喷桩是一种常用于处理公路桥梁软土地基的技术，其原理是将水泥、石灰等材料喷射到桩孔内，形成坚固的柱状桩体，以提高地基的承载力和稳定性。

粉喷桩处理软土地基的步骤一般包括以下几个阶段：第一，进行详尽的地质调查，了解软土地基的特点、厚度、水分含量、地下水位等信息。基于地质调查结果，进行粉喷桩设计，包括桩的布置密度、直径和深度等参数。第二，需要准备水泥、石灰等原材料。第三，根据设计要求，在软土地基上进行桩孔开挖。通常采用机械挖掘的方式，直径通常在30～60cm 之间，施工时需确保桩孔的位置准确、尺寸符合规定。粉喷桩钻孔施工如图2 所示。第四，喷射混合物。通过特殊的喷射管或喷射枪将喷射材料喷射至桩孔中，使材料与周围土壤混合，形成坚实的桩体。第五，施工完成后，需要对粉喷桩进行质量检测和验收，包括检查桩体的强度和密实程度，以确保达到设计要求。

图2 粉喷桩钻孔施工

在软土地基处理中，合理应用粉喷桩技术可以显著提高地基的承载力和稳定性，降低地基沉降和变形风险，确保公路桥梁等工程的使用安全性[4]。

3.3 排水固结处理技术

排水固结处理技术的原理在于通过增加排水途径以及施加顶压荷载，降低软土地基的含水量，提高土壤的强度和稳定性，从而改善地基的工程性质，降低地基沉降和变形风险，确保公路桥梁结构的可靠性和安全性。该技术的施工流程主要如下：

第一，通过水文地质调查与分析，确定地下水位的深度和分布情况，以及软土地基的含水分，以便于制订合适的排水固结方案。第二，进行排水措施，采用插板机等机械设备垂直向下在软土内插入塑料排水板，并利用堆载或抽气真空加压将软土中的水分通过塑料排水板排出地面，加快土体固结，能够保证地基的稳定。第三，质量检测。对处理后的地基进行质量检测，如承载力检测、压缩量检测等，确保处理效果符合设计要求。

3.4 表层处理技术

表层处理技术的原理是通过在地基表层添加适当的材料，以提高地基的强度、稳定性和承载能力。

第一，需要对软土地基的土壤情况进行详细的评估，以了解其物理性质、力学特性和承载能力，这有助于确定适合的表层处理方法和材料。第二，根据土壤评估结果和工程要求，选择合适的改良材料，通常采用砾石、碎石、沥青混凝土、水泥混凝土等材料。第三，将地基表层一定深度范围内的原土移除，便后续加入改良材料。第四，将选定的改良材料均匀地分布在已开挖的地基表层上，然后利用振实机、碾压机或其他设备对材料进行压实，以提高其密实度和承载能力。第五，对处理后的地基表层进行修整，以确保表面平整、符合设计要求，满足公路桥梁运行要求。

施工过程中需要注意根据具体的工程要求按步骤进行处理，确保各环节规范操作，以进一步提高地基的耐久性和稳定性[5]。

3.5 深层水泥搅拌桩处理技术

深层水泥搅拌桩是一种常用的地基处理技术，可以提高软土地基的承载力和稳定性。以水泥作为固化剂，通过深层搅拌机械将软土和固化剂强制拌和，使软基硬结，进而提高地基强度。

施工过程中，需要根据土质勘测结果确定深层桩体的位置和数量，根据设计要求在施工现场进行钻孔施工，确保孔径和深度符合设计要求。借助相应的机械设备注入并搅拌水泥浆液。在此过程中，土壤颗粒和水泥会被均匀地混合在一起。深层水泥搅拌桩会在一定时间内自然固化和硬化，增强土壤的抗压强度和抗剪强度，同时提高地基的整体稳定性。

4 施工注意事项

为了充分发挥软土地基处理技术的应用优势，公路桥梁施工过程中要严格按照各项要求进行施工：

4.1 前期调查控制

首先，进行充分的土质勘察是关键，涉及采集地下土壤样本，分析土壤的物理特性、力学性质、含水量、颗粒分布等重要参数。通过深入了解地基的实际状况，为后续的工程设计提供精确的数据，进而确定合适的处理方法、深度和区域。其次，考虑到软土地基的多变性，还需要进行地下水位的监测，以了解地下水对地基的影响。最后，在设计环节，应根据土壤勘察结果制订详细的处理方案，包括地基改良方法的选择，工程材料的选用以及工程施工参数的设定等。

4.2 材料质量控制

首先，应严格选用地基改良的相关材料，如水泥、石材、填料等，并对这些材料进行质量检测和测试，包括抗压强度、颗粒分布、含水量等指标，以验证其质量和性能是否符合工程要求。其次，在材料运输、储存和处理过程中，需采取适当的措施，以防止材料受到外部污染或损坏，确保其质量保持稳定。再次，建立详细的材料使用记录，追踪每批材料的来源和用途，以确保工程中所使用的材料都符合质量标准。最后，定期进行材料取样和检测，以监测材料性能变化，及时发现并纠正潜在问题。

4.3 施工过程监控

首先，必须持续监测和记录施工参数，如混合物比例、搅拌深度、注浆压力等，以确保施工操作按照设计要求进行，需要使用精确的测量和监测设备，以便及时发现并解决潜在问题。其次，对施工现场的工艺流程进行实时监督，确保施工作业符合安全规范和环保要求。最后，建立详细的施工记录，包括施工日期、材料批次、设备运行情况等，以便在施工后的质量评估和审查环节提供必要的数据支持。

4.4 地基沉降监测

其一，必须在施工前确定监测点位的位置和数量，需要考虑地基处理区域的特性和设计要求。

其二，选择合适的测量仪器和方法，如全站仪、测距仪、GPS 等，用于实时监测地基沉降情况。监测数据应按照预定的时间间隔进行采集，并建立详细的记录，包括监测点的初始高程和后续的高程变化。通过分析监测数据，可以及时发现地基的沉降趋势和异常情况，以便采取必要的纠正措施。

5 结语

综上所述，在公路桥梁施工过程中，软土地基处理技术的类型有很多，且不同的技术类型适用于不同的工况，需要结合软土地基的实际情况合理选用处理技术，同时对施工质量进行严格控制，以保证软土地基处理效果。此外，要持续加强对软土地基技术的创新及研究，以更好地保证软土地基处理效果，保证公路桥梁工程的稳定性。